thumb|200px|Różne rodzaje mikroskopii skaningowej: Scanning Tunneling Microscope (STM), Atomic Force Microscope (AFM) i Scanning Near-field Optical Microscope (SNOM) Metody rejestracji krzywych chłodzenia (m.in. opracowane przez W.C. Robertsa-Austena i F. Osmonda) oraz metody termodynamicznej i kinetycznej interpretacji tych krzywych pozwoliły stworzyć teoretyczne podstawy procesów obróbki cieplnej. Fundamentem tych teorii jest wiedza o strukturze kryształów, a zwłaszcza metali (w tym roztworów stałych i faz międzymetalicznych), zgromadzona z użyciem takich metod badawczych, jak np. rentgenografia strukturalna, mikroskopia optyczna, mikroskopia elektronowa. Jednoznacznie zdefiniowano pojęcie fazy i określono warunki współistnienia faz w stanie równowagi. Zbadano zależność mechanicznych właściwości metali od rodzaju faz – typu sieci krystalicznej i stopnia jej zdefektowania – oraz od wielkości, kształtu i rozmieszczenia ziaren.